CC BY
212
ЭКОЛОГИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА
УДК 656.131
АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ В Г. БЕЛГОРОДЕ
И. А. Новиков, Е.В. Галушко
Рассмотрены основные аспекты пагубного воздействия автомобильного транспорта, основные критерии оценки экологичности легковых автомобилей, а также методы борьбы с загрязняющими веществами от вредных выбросов и направления для дальнейшего развития автомобильного транспорта. Проведено исследования одно из пересечений г. Белгорода, дана оценка дальнейшей экологической ситуации.
Ключевые слова: вредные вещества, транспортные средства, выхлопные газы, атмосфера, отработавшие газы.
В настоящее время в мире насчитывается 600 млн легковых и 160 млн грузовых автомобилей, примерно 2 млн городских автобусов. В среднем на 1 км земной поверхности приходится 8 автомобилей (естественно, что их плотность в крупных городах на несколько порядков выше).
Автотранспорт является одним из важнейших элементов материально-технической базы отечественного производства и необходимым условием функционирования современного индустриального общества. Трудно сейчас представить себе какую-либо отрасль народного хозяйства или вид деятельности населения без использования грузового, легкового автомобиля и автобуса. Маневренность и мобильность, комфорт поездки и другие положительные качества автотранспорта обеспечили ему повышенные темпы роста. Наряду с преимуществом, которое обеспечивает обществу развитая транспортная сеть, ее прогресс также сопровождается негативными последствиями - отрицательным воздействием на атмосферу.
При всей важности транспортно-дорожного комплекса как неотъемлемого элемента экономики необходимо учитывать его весьма значительное негативное воздействие на природные экологические системы. Известно, что особенно резко эти воздействия ощущаются в крупных городах, возрастая по мере увеличения плотности населения. Эта закономерность
справедлива и в отношении городского пассажирского транспорта, который в большинстве случаев концентрируется вокруг так называемых пунктов тяготения - там, где зарождаются, объединяются, распыляются и поглощаются потоки пассажиров.
В настоящее время воздействие транспорта на окружающую среду - самая насущная и актуальная проблема современного общества. Последствия этого воздействия сказываются не только на современном поколении, но могут отразиться и на будущем поколении, если не будут приняты серьёзные меры по снижению и даже устранению последствий воздействия и самого воздействия.
Во многих странах мира автомобиль превратился в злейшего врага природы, да и самого человека.
В автомобильных двигателях внутреннего сгорания в мире ежегодно сжигается около 2 млрд т нефтяного топлива. При этом коэффициент полезного действия в среднем составляет 23 %, остальные 77 % уходят на обогрев окружающей среды. В России автотранспорт ежедневно выбрасывает в атмосферу 16,6 млн т загрязняющих веществ. 30 % заболеваний горожан непосредственно связаны с загрязненностью воздуха выхлопными газами.
Автомобили сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося ощутимый вред окружающей среде. Необходимо обратить внимание на загрязнение автотранспортом атмосферы.
С отработавшими газами транспортных средств в воздух попадаю-токсид углерода, углеводороды, оксиды азота, диоксид серы, сажевый аэрозоль (сажа) (табл.1).
Таблица 1
Среднее количество вредных выбросов в зависимости от используемого топлива
Вид топлива Среднее значение вредных веществ
Угарный газ Углеводороды Диоксид азота
Бензин 0,6 0,1 0,04
Дизельное топливо 0,1 0,03 0,04
Газ 0,2 0,04 0,016
Загрязняющие выбросы в атмосферу от автомобилей по объёму более чем на порядок превосходят выбросы от железнодорожных транспортных средств. Выбросы от автотранспорта в России составляют около
22 млн т в год. Отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания содержат более 200 вредных наименований вредных веществ и соединений, в том числе и канцерогенных. Нефтепродукты, продукты износа шин, тормозных накладок, сыпучие и пылящие грузы, хлориды, используемые в качестве антиобледенителей дорожных покрытий, загрязняют придорожные полосы и водные объекты. В мировом балансе загрязнений основная доля (54 %) падает на автомобильный транспорт, но в разных странах доля неодинакова и колеблется от 13 ... 30 % до 60 ... 80 %. Общее количество автомашин в мире превысило 500 млн. шт., в том числе в Российской Федерации - 56 млн шт. Вредные выбросы от автотранспорта в Российской Федерации составляют 22 млн т/год. Один автомобиль при пробеге 15 тыс. км сжигает в среднем 2 т топлива, около 26 . 30 т воздуха, в том числе 4 ... 5 т кислорода, что в 50 раз больше потребностей человека, при этом выбрасывает в атмосферу: угарного газа 700 кг/год, диоксида азота - 40 кг/год, несгоревших углеводородов - 230 литров, твёрдых веществ - 2 ... 5 кг/год.
Количество вредных веществ, выбрасываемых автотранспортом при движении, зависит от количества и вида сжигаемого топлива. Основными загрязнителями воздуха являются угарный газ, углеводороды и диоксид азота. В табл. 1 представлено среднее количество выбросов этих веществ в зависимости от используемого топлива [1, 2].
45000000 40000000 35000000 30000000 25000000 20000000 15000000 10000000 5000000 0
41206430 42062678 43325312
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Рис. 1. Рост автомобилизации в Российской Федерации (в период 2004 - 2010 гг.)
Тенденция роста автомобилизации наблюдается как в стране, так и в её регионах. За рассматриваемый период в Российской Федерации и в Белгородской области прирост автомобилей составил 30 % [3,4]. Постоянный рост количества автомобилей оказывает определенно отрицательное влияние на окружающую среду и здоровье человека.
450000 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0
417664 421265
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Рис. 2. Рост автомобилизации в Белгородской области (в период 2004 - 2010 гг.)
Главными причинами высокого содержания загрязняющих веществ в атмосфере являются:
а) несоответствие транспортных средств экологическим требованиям;
б) продолжающееся увеличение транспортных потоков;
в) неудовлетворительное состояние автомобильных дорог;
г) большое количество пешеходных переходов;
д) несинхронные сигналы светофоров;
е) отсутствие достаточного количества объездных дорог для грузового транспорта;
ж) открытые стоянки автотранспорта.
Улучшение качества атмосферного воздуха может быть достигнуто путем осуществления следующих мер:
а) увеличения зеленых насаждений;
б) строительства обходных дорог вокруг населенных пунктов;
в) улучшения технического состояния транспорта;
г) устройства светофорного регулирования, уменьшающего скопление транспорта на перекрестках;
д) специальные полосы для движения общественного транспорта;
е) увеличение подземных и надземных пешеходных переходов;
ж) своевременный ремонт дорог
К сожалению, большинство из указанных мер не применяются из-за их дороговизны, а иногда, из-за пренебрежения экологической проблемой.
Но мы не учитывают самое главное. Выбрасываемый автомобилями при сжигании топлива углекислый газ приводит к атмосферным проблемам и изменениям. А это уже куда более глобальная проблема.
Состояние транспортной системы г. Белгорода нельзя назвать удовлетворительным. В часы «пик» интенсивность движения на отдельных улицах города достигает предельного значения. Как правило, на таких объектах улично-дорожной сети происходит снижение скорости движения, увеличение интенсивности транспортного потока, рост дорожных заторов и соответственно загрязнение окружающей среды выбросами[5].
Объектом для расчета выбросов возьмем перекресток ул. Бульвар Юности - ул. Буденного (рис.3).
Рис. 3. Геометрическая схема пересечения ул. Бульвар Юности - ул. Буденного в г. Белгороде
На данном пересечении был произведен замер интенсивности движения в час пик - с 12:00 до 13:00 . Суммарная интенсивность автомобилей проходящих через сечение дороги за часовой период, составила 3002 авт./ч.
Основной поток автомобилей на бензиновом топливе 70 %, на дизельном топливе (ДТ) - 25 %, на газе - 5 %.
Исходя из расчетов, в составе потока присутствуют 2101 автомобиль на бензиновом топливе, 750 автомобилей на ДТ, 151 автомобиль на газе.
Расстояние от стоп - линии до самой дальней конфликтной точки равно 50 м, зная расстояние и средний расход топлива автомобилей с определённым видом топлива, можно рассчитать средний расход топлива при проходе через данный перекресток: 10 л/100 км (автомобили с бензиновым двигателем), 7 л/100 км (автомобили с дизельным двигателем) и 13 л/100 км автомобили газе. Таким образом, один автомобиль, исполь-
186
зующий в качестве топлива бензин, будет затрачивать на проезд пересечения 0,005 л, дизель - 0,0035 л, газ - 0,0065 л. Зная в составе потока процент содержания автомобилей с различными видами топлива, можно рассчитать, сколько будут расходовать топлива автомобили: с бензиновым двигателем 2101*0,005=10,5 л/ч, с дизельным двигателем 750*0.0035=2,625 л/ч, газе: 0,0065*151=0,98 л/.
Данная статистика приведена в часовом периоде. С учетом восьмичасового рабочего дня эти цифры значительно увеличиваются соответственно автомобили с бензиновым двигателем будут расходовать 84 л топлива, дизельным - 21 л, газовым - 7,84 л.
В табл. 2 представлены данные за часовой период движения автомобилей. Если взять восьмичасовой рабочий день, данные увеличатся, если представить количество выбросов на данном пересечении в год, то ситуация будет катастрофической.
Таблица 2
Выброс вредных веществ, при сгорании различных видов топлива на данном пересечении (12:00 -13:00)
Вид топлива Сумма л Количество вредных веществ, л
Угарный газ Углеводороды Диоксид азота
Бензин 10,5 24,2 4,04 1,62
Дизельное топливо 2,625 1,005 0,3 0,4
Газ 0,98 0,75 0.152 0.06
Всего 14,105 48,82 9,22 5,2
С учетом того, что таких пересечений в городе не мало, следует задуматься о цифрах, которые будут в конечном итоге неутешительными. Водителям при выборе автомобиля, следует задуматься о том, какой вред они могут причинить экологии города и окружающей среды в целом.
Список литературы
1. Аксенов В.А., Попова Е.П., Дивочкин О. А. Экономическая эффективность рациональной организации дорожного движения. М.: Транспорт, 1987.
2. Расчетная инструкция (методика) по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ от автотранспортных средств на территории крупнейших городов. М.: Изд-во «Автополюс-плюс», 2008. 78 с.
187
3. Шевцова А.Г., Медведева М.В. Обзор существующих методов исследования интенсивности движения // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова, посвященная 160-летию со дня рождения В.Г. Шухова 2013. С. 1307-1312.
4. Боровской А.Е., Шевцова А.Г. Влияние времени реакции водителя на пропускную способность автомобильной дороги // Вестник развития науки и образования. 2014. № 2. С. 24-30.
5. Боровской А.Е., Шевцова А.Г. Адаптационный период при проведении мероприятий по организации дорожного движения // Наука в Центральной России. 2013. № 10. С. 11-17.
Новиков Иван Алексеевич, канд. техн. наук, зав. кафедрой, ooows@mail. ru, Россия, Белгород, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова,
Галушко Евгений Викторович, бакалавр, galu240194@yandex. ru, Россия, Белгород, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
ANALYSIS OF THE ENVIRONMENTAL SITUATION IN BELGOROD
The paper discusses the main aspects of the harmful effects of road transport. The main criteria for evaluating the environmental performance of cars, as well as methods of dealing with pollutants from emissions and directions for the further development of road transport. A study of one of the intersections of Belgorod, the estimation of further environmental situation.
Key words: hazardous substances, vehicles, exhaust gases, the atmosphere, the exhaust gases.
Novikov Ivan Alekseevich, candidate of technical scienses, head of chair, ooows@mail. ru, Russia, Belgorod, Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov,
Galushko Evgeny Viktorovich, bachelor, galu240194@yandex. ru, Russia, Belgorod, Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov
